川西潮坪相裂缝型碳酸盐岩分层酸压井压力动态分析

为全面反映储层分层酸压后复杂的流动特征,针对潮坪相类碳酸盐岩储层,建立了考虑层间窜流的裂缝型碳酸盐岩分层酸压改造井不稳定压力模型,并利用拉氏变换和数值反演得到井底压力动态响应。根据典型曲线划分了流动阶段,分析了层间物性差异、层间窜流、分层改造差异对压力响应的影响规律。结果表明：潮坪相裂缝型碳酸盐岩分层酸压改造储层存在7个流动阶段,同时具有复合储层和多层窜流储层的流动特征;层间物性差异越大,层间窜流及压力导数曲线“凹子”越明显;分层酸压改造程度及改造范围均影响过渡流出现的时间和程度;高渗层流度比越大,过渡流阶段压力导数上升越明显,最终压力导数值为高渗层流度比的一半。本次研究建立的模型提供了一种快速识别储层高渗层改造程度的方法,对多层裂缝型碳酸盐岩的酸压效果评价、分层酸压改造程度的确定具有理论支撑作用。     

裂缝性低渗透碳酸盐岩储层酸压改造油井动态压力特征

裂缝性低渗透碳酸盐岩储层具有基质低孔隙度低渗透率、天然裂缝和溶蚀孔洞发育的三重介质特征。在考虑基质低速非达西渗流和裂缝应力敏感特征的基础上,针对裂缝性低渗透碳酸盐岩储层酸压改造油井建立了动态压力响应模型。利用对数变换和摄动法得到考虑井筒储集效应和表皮效应的实空间井底压力解,并绘制了典型图版,同时讨论了基质非达西渗流、裂缝应力敏感大小、储层物性改造强弱、储层流道改造程度、酸压改造范围等参数对动态压力响应的影响。结果表明:基质低速非达西程度越强压力及压力导数曲线上翘越明显,裂缝应力敏感性越大压力及压力导数曲线向上弯曲越剧烈。模型可用于裂缝性低渗透碳酸盐岩类油藏油井酸压改造效果评价和不稳定产能分析,得到的酸压有效改造面积和酸压改造程度对油井后期酸化解堵、重复酸压等增产措施具有重要的指导意义。     

奥陶系深层碳酸盐岩酸压机理与深度酸压工艺优化

奥陶系深层碳酸盐岩已成为长庆天然气勘探的重要领域,但与常规白云岩储层相比,奥陶系深层碳酸盐岩储层埋藏深、储层致密、灰质含量高,酸岩反应速度快,常规酸压改造酸蚀裂缝缝长短,单井产量较低,需开展酸压机理研究和深度酸压工艺优化,提高酸压改造效果。针对储层地质特征和酸压改造需求,通过开展酸岩反应动力学实验、酸蚀程度评价、酸压数值模拟,明确了不同白云石含量碳酸盐岩储层酸岩反应机理的差异性:随着白云石含量的降低,灰质含量的增加,反应速度加快,岩石表面酸蚀程度高,但酸蚀裂缝长度降低,应强化不同白云石含量碳酸盐岩储层改造的差异化设计。以"先造压裂缝、后酸蚀"的改造思路,优化形成了"前置液造缝、多体系酸液交替注入、缝内转向"为核心的深度酸压技术,通过酸液和压裂液共同作用,形成水力裂缝、酸蚀裂缝与基质溶孔连通的裂缝网络,现场试验取得较好增产效果。     

基于相场法的酸压裂缝连通孔洞数值模拟

碳酸盐岩孔洞连通成串、成群可以有效提高改造体积,但受到高应力差、非均质性和孔洞随机分布等影响,孔洞连通性通常较差。针对碳酸盐岩酸压孔洞连通成串的工程问题,考虑酸压过程中酸液对于岩石的动态影响,引入描述酸岩反应的相场参数,提出一种基于相场法的酸压裂缝扩展模拟方法,对碳酸盐岩储层酸压孔洞连通成串现象进行模拟。对比了酸压与滑溜水压裂的裂缝扩展特征,分析了不同孔洞大小与分布情况下孔洞结构对酸压裂缝扩展的影响。根据模拟分析结果可知:1与普通水力裂缝相比,酸压裂缝扩展时缝宽增大,缝长降低,裂缝扩展速度降低;同时裂缝表面岩石被酸液腐蚀,裂缝表面粗糙程度明显上升;2孔洞结构会诱导酸压裂缝扩展,裂缝在酸化区域扩展时,靠近孔洞处的扩展速度更高;3缝洞型储层酸压过程中,孔洞半径越大,距离裂缝原扩展路径越近,裂缝越易发生转向,且越容易沟通多个孔洞,多孔洞连通成串可以有效提高泄流面积。     

碳酸盐岩多段酸压水平井线性复合渗流新模型

碳酸盐岩储层具有独特的孔隙结构,水平井多段酸压后的渗流过程极其复杂,弄清酸压缝的特性参数及与天然缝的沟通情况是单井高效开发的前提。根据碳酸盐岩储层实际地质特征,且充分考虑酸压裂缝呈非等间距、非等半长、非等缝高、非等任意倾角的实际情况,建立线性复合碳酸盐岩多段酸压水平井的渗流模型;利用点源函数理论、Laplace变换、正交变换等数学方法对模型进行求解,编程绘制压力动态特征曲线,揭示线性复合碳酸盐岩多段酸压水平井的渗流规律;同时开展相关参数的敏感性分析。研究成果将为碳酸盐岩储层研究提供新的渗流模型,为水平井酸压后的高效开发奠定理论基础。     

四川盆地深层含硫碳酸盐岩储层立体酸压核心理念与关键技术

四川盆地深层碳酸盐岩储层天然气勘探开发潜力巨大,且普遍含硫化氢,采用超长水平井开发方式能够在安全环保严格受控的基础上充分挖掘储层的生产潜力;但随着勘探开发层位转向深层、超深层,储层特征、井型、井筒条件发生改变,酸压改造技术也面临新的挑战。为此,在厘清深层含硫天然气碳酸盐储层酸压改造难点的基础上,丰富了立体酸压技术理念内涵,阐释了其核心理念和关键技术,并展望了发展方向。研究结果表明：(1)立体酸压技术包括3个新的内涵,分别为“布裂缝”“扩体积”“调导流”。(2)立体酸压核心理念和关键技术包括：基于储层精细刻画的长裸眼水平井智能布缝、动态布酸理念与调控技术,酸压裂缝体形态综合调控技术,多流体、变黏逆序多级交替注酸调控导流能力技术和一体化新型高温变黏酸体系。(3)针对8 000 m以深碳酸盐岩储层立体酸压,建议攻关外来流体扰动条件下超深井破裂压力精准预测、耐温220℃以上多功能酸液体系和暂堵材料的研发、酸压—返排—生产全过程酸压裂缝参数多维度动态评估与智能酸压技术,以及探索超深超高温高应力储层超临界CO₂酸压技术。结论认为,深层碳酸盐岩储层立体酸压理念新内涵的丰富和关键...     

深层碳酸盐岩储层酸压改造后的地质效果评价——以塔河油田缝洞型碳酸盐岩储层为例

深层碳酸盐岩储层酸压改造的目的就是让酸压裂缝与天然缝洞系统沟通。根据酸压改造施工曲线变化模式和酸压改造后的地质效果,提出了4类评价体系,每种体系对应一种酸压模式,包括未压开地层(Ⅰ类)、压开地层即行停止(Ⅱ类)、压开地层未与缝洞沟通(Ⅲ类)及压开地层并与缝洞沟通(Ⅳ类)的酸压模式。利用此方法对塔河油田27口井的酸压改造情况进行了分类评价,56%的井达到了Ⅳ类酸压模式,既压开了裂缝又实现了与天然缝洞系统的沟通,油井能保持较长期的高产稳产;22%的井达到了Ⅱ和Ⅲ类酸压模式;其余22%的井只达到了Ⅰ类酸压模式,此类油井的酸压效果有待进一步改善。该评价结果与油井实际产状具有较好的一致性。     

碳酸盐岩油藏深度酸压技术研究及应用

碳酸盐岩储层通过酸压改造，提高裂缝长度和酸液有效作用距离，是提高酸压措施建产率的关键。针对裂缝相对不发育的致密储层，开展了以控制裂缝高度为主的深度酸压技术研究；同时，对于裂缝发育的储层，开展了前置液加粉陶段塞降滤、大规模前置液酸压和交联酸酸压等深度酸压工艺技术的研究，强化降滤和造缝能力，减小或消除多裂缝的影响，提高了酸压穿透深度，在碳酸盐岩裂缝油藏中应用，取得了很好的应用效果。     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

缝洞型碳酸盐岩油藏开发技术的认识与思考

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏是油田开发面临的新的油藏类型,存在产量递减快、采收率低和储量动用率低等问题。剖析了中国石化塔河油田和顺北油气田缝洞型碳酸盐岩油藏地质特征及开发面临的挑战,系统总结了中国石化在缝洞型油藏描述、开发建产和提高采收率等方面的技术进展,针对塔河油田和顺北油气田的不同开发阶段,提出了下一步技术攻关建议。缝洞型碳酸盐岩油藏经过多期构造运动、岩溶作用和油气充注,储集体非均质性极强,油、气、水分布复杂,给油藏描述、地质建模、储量评价、效益建产、注水-注气、钻井工程、酸压改造、井筒举升等带来一系列挑战。经过20年的开发实践,中国石化西北油田形成了基于地球物理的体积雕刻、断裂精细解析和岩溶系统表征技术,以及基于岩溶相控的地质建模、靶向酸压和注水-注气提高采收率等技术。为实现顺北油气田高效开发,需进一步开展基于断裂解析的成藏特征研究以及基于地球物理雕刻的储集体相控地质建模、流体相态特征及高压物性、油藏组分数值模拟、油藏地质力学与数值模拟耦合、油气藏与举升一体化模拟、井位优选和钻井轨迹优化等工作。为实现塔河油田大幅提高采收率目标,需进一步开展缝洞结构描述、岩溶成因系统研究、储量动用评价、注水-注气机理及规律研究、缝洞井节点网络模拟和动态监测系统研究等工作。     

碳酸盐岩储层酸压停泵压降特征与缝洞规模关系

通过对停泵压降曲线进行分析,可以确定裂缝几何尺寸、滤失系数、闭合时间等参数．但现有的压降分析解释技术只适合于均质油藏,而不能解释缝洞型碳酸盐岩储层的相关参数。在总结经典G函数压降曲线分析方法的基础上．根据缝洞型碳酸盐岩油藏的非均质特征,利用注水压降试井模型和物质平衡原理,建立了适合缝洞型碳酸盐岩油藏的停泵压降评价方法,该方法可有效判断人工裂缝沟通缝洞体的规模、层位和流动特征。实例应用表明,该方法具有较高的可靠性和实用性,对酸压设计和施工效果评价具有重要的指导意义。     

深层碳酸盐岩储层改造理念的革新——立体酸压技术

酸化压裂是碳酸盐岩油气藏高效开发不可或缺的手段,对于深层、超深层海相碳酸盐岩油气藏,由于其工程地质特征的特殊性,通过现有的酸化压裂技术要形成复杂裂缝网络难度大。为了实现深层、超深层碳酸盐岩油气藏的高效立体开发,从我国深层海相碳酸盐岩油气藏的工程地质特征出发,揭示了该类储层酸压改造的难点;然后,以实现该类油气藏高效立体开发为目标,充分借鉴体积酸压、深度酸压等技术,提出了立体酸压的技术理念,阐明了其技术内涵,并且详述了立体酸压所包含的关键技术,进而指出了下一步的发展方向。研究结果表明:(1)立体酸压技术包括3个基本内涵——根据储层类型选择相应的酸液深穿透技术,实现储层平面上的充分改造;形成在高闭合压力下具有较高导流能力的复杂酸压裂缝体;沿长井段合理部署酸压裂缝体,实现储层在井筒方向上的充分改造。(2)立体酸压包含3项关键技术——多场多尺度多流体耦合作用下酸液有效作用距离预测技术;酸压复杂裂缝体导流能力优化技术;水平井/大斜度井长井段储层精细布酸技术。(3)要推动立体酸压技术的进一步发展,还需要开展3个方面的科研攻关——超深储层破裂压力预测及降低破裂压力技术;强非均质储层酸压裂缝体形态预测技术;深度超过7 000 m长井段储层分段动用技术和新型耐高温、缓速、低摩阻系数液体技术。     

利用测井信息预测火成岩缝洞储集层压后产量

基于火成岩缝洞储集层压后气体分阶段流动特征的研究,应用测井信息定量表征气体流量主控因素,提出一种火成岩缝洞储集层参数相互弥补评价模型预测压后天然气日产量的方法。该方法以描述可压缩流体流动的Hagen?Poiseuille定律为基础,根据火成岩缝洞储集层压后气体在不同流动阶段的路径不同特征,明确火成岩缝洞储集层压后天然气日产量的主要影响因素是基质孔隙和裂缝网络及二者匹配关系,建立基质孔隙、裂缝网络及岩性体厚度相互弥补评价模型,通过多元非线性回归确定出模型中各储层参数对日产量的贡献因子,最终实现火成岩缝洞储集层压后测井产量预测。将此方法应用于准噶尔盆地滴西地区石炭系火成岩缝洞储集层,预测结果与实际试气结果吻合较好,为火成岩缝洞储集层试气选层提供了准确的依据。     

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振动采油、酸化压裂技术都是油气田开发中增产的可行途径。振动采油技术主要是利用振动波处理油层，通过压裂造缝、原油降粘等方法使油井增产提高，从而提高油层最终采收率。酸压技术是一种常用于碳酸岩油气藏的油井增产措施，即在高于破裂压力下向地层泵入盐酸，使其产生裂缝或压开天然裂缝，同时酸液始终在张开的裂缝中流动并与裂缝壁面反应，最终形成具有一定长度和一定酸蚀导流能力的裂缝，以提高储层渗流能力。在一些稠油、高凝油的碳酸盐岩油藏的开发中由于普遍面临着地层渗透率低、原油粘度大等不利因素。所以将大功率的振动波与酸化压裂技术相结合，将是一种十分有效的方法，文章通过研究认为它可以促进原油粘度的降低，提高地层的导流能力，有效的解决常规方法不能解决的问题，对于提高碳酸岩油藏中稠油、高凝油的产量有重要的指导意义。     

四川盆地东缘龙王庙组碳酸盐岩储层特征及主控因素

随着安岳气田龙王庙组气藏的发现,四川盆地下寒武统龙王庙组已成为油气勘探的重点层位。基于四川盆地东缘龙王庙组野外露头和岩心观察,通过岩石普通薄片、铸体薄片、X射线衍射、白云石有序度、碳氧稳定同位素和物性测试等,对四川盆地东缘龙王庙组碳酸盐岩储层特征、成岩作用等进行了研究。结果表明,四川盆地东缘龙王庙组沉积期以局限台地和开阔台地沉积为主,主要发育有云坪、颗粒滩、灰坪等,垂向上发育多个滩坪组合序列。储层岩性主要为颗粒白云岩、晶粒白云岩,其次为发生部分白云石化作用的颗粒灰岩,其中颗粒白云岩物性最好,粉晶和细晶白云岩次之,颗粒灰岩发生白云石化部分具有一定的储集性能,未发生白云石化部分通常较致密。储集空间类型为粒间溶孔、晶间溶孔及微裂缝等。储层主要分布在白云石化程度较高的颗粒滩相,颗粒滩是储层形成的物质基础;同生期及早期成岩阶段的白云石化作用和准同生期溶蚀作用是储层发育的2种主要建设性成岩作用,是控制储层发育的关键因素。     

塔河油田缝洞型油藏开发模式及提高采收率

塔河油田A区碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏是由多个压力系统和油水关系的缝洞单元在空间上叠合连片形成的复杂油气藏。不同缝洞单元的驱动方式和开发特征差异较大:Ⅰ类单元主要为水驱;Ⅱ类单元水驱和弹性驱交替起作用;Ⅲ类单元以弹性驱为主。根据油藏地质特征,提出了以"缝洞单元为油藏管理的基本单元,实施差异性开发"的开发模式,形成了"以单井注水驱油、多井单元注水开发为主导"的提高采收率技术。现场应用实践表明,该类油藏采收率提高幅度在3.7%以上。     

致密油藏长缝压裂直井基质-裂缝耦合流动模型

致密油藏长缝压裂压力动态和产量变化规律目前尚未明确,开发方案设计缺少理论模型指导。针对长缝压裂基质-裂缝复合流动问题,建立了考虑储层启动压力梯度、裂缝内高速非达西渗流影响的长缝压裂直井基质-裂缝复合流动模型,并运用Laplace变换、点源函数、Stehest数值反演等方法进行求解,明确了致密油藏长缝压裂井压力响应特征和影响因素。研究结果表明,无因次压力及压力导数随启动压力梯度的增加而增大,但启动压力梯度对无因次压力及压力导数的前期影响较小,后期影响较大;非达西渗流系数对无因次压力及压力导数曲线的前期影响较大,随着非达西渗流系数的增大,无因次压力及压力导数增大;裂缝中非达西渗流系数越大,压裂井的产量越低,且压裂井的最佳裂缝半长越小。研究成果为致密油藏长缝压裂方案设计、试井分析等工作提供理论指导。     

致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型

水平井体积压裂是实现致密油藏有效开发的关键工程技术手段,对致密油藏体积压裂水平井产能的准确模拟计算为体积压裂参数优化设计和压后生产动态预测提供了参考。基于致密油藏体积压裂水平井生产过程中油藏的实际流动形态特征,将水平井划分三线性流区域,结合Warren-Root模型,考虑储集层启动压力梯度和天然裂缝的影响,建立了致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型。结合现场生产数据验证了模型可靠性,并对产能影响因素进行了分析。结果表明:压后总体产量受到延伸主裂缝的条数、半长和导流能力的影响;启动压力梯度及改造区的弹性储容比和窜流系数对压后中后期产量影响大;未改造区窜流系数和弹性储容比影响后期产量的递减速度。该研究对深化认识致密油藏体积压裂水平井流动规律,完善致密油藏体积压裂渗流理论,提升致密油体积压裂优化设计都具有重要理论意义和实际价值。